[發明專利]海洋微藻培養與養殖廢水凈化相耦合產巖藻黃素的方法

在審

• 申請號: 202110443711.6
• 申請日: 2021-04-23
• 公開（公告）號: CN113373056A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 黃建科;江金順;范江鵬;張超;余昕玥;王燦;秦萌;廖靜;徐雪峰
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: C12N1/12
• 分類號: C12N1/12;C02F3/32;C12P17/02;C02F103/20;C02F101/30;C12R1/89
• 代理公司: 寧波奧凱專利事務所(普通合伙) 33227
• 代理人: 潘杰;白洪長

本發明涉及一種耦合畜禽養殖廢水處理與三角褐指藻培養的方法，其包括如下步驟：（1）采用微藻兼養培養模式培養三角褐指藻藻種；（2）向畜禽養殖廢水中接入三角褐指藻藻種液進行微藻光自養培養；（3）待培養結束后，采收獲得三角褐指藻，并將培養后的清液回用或排放；（4）通過分離提取方法獲得三角褐指藻藻細胞中的巖藻黃素。上述方法，廢水的COD，氨氮、總氮及總磷濃度顯著下降，實現廢水COD的去除和脫氮除磷。同時，培養液中的藻細胞濃度和巖藻黃素濃度顯著增加，實現廢水資源生物轉化為高附加值的巖藻黃素，變廢為寶。

技術領域

本發明涉及養殖廢水處理和藻類培養領域，是一種海洋微藻培養與養殖廢水凈化相耦合產巖藻黃素的方法。

背景技術

養殖廢水指由養殖場產生的尿液、全部糞便或殘余糞便及飼料殘渣、沖洗水及工人生活生產過程中產生的廢水的總稱，其中沖洗水占大部分。畜禽廢水處理難度大，并呈現出以下特點：COD、SS、NH₃-N含量高；可生化性好，沉淀性能好；水質水量變化大；含有致病菌并有惡臭。目前，我國畜禽養殖業發展迅速，每年產生禽畜糞便約45億噸，其化學需氧量(COD)超過我國工業廢水和生活污水之和。因此禽畜養殖污染已經是繼工業污染、生活污染之后的第三大污染源。而養殖廢水的主要處理方法有物化處理技術如吸附法、磁絮凝沉淀、電化學氧化等，以及傳統生化法如微生物厭氧-好氧處理法等，但這些方法存在處理過程復雜，處理成本高及資源回收利用率低等問題。

微藻是一種原始的微小生物，具有適應環境能力強，生長速率快等優勢，且富含蛋白質、類胡蘿卜素，不飽和脂肪酸、維生素、礦物元素等多種營養成分，廣泛應用于生物醫藥、營養功能食品、食品和食品添加劑、飼料和動物保健、水產養殖等諸多領域。同時，微藻可以快速利用有機物、氮及磷等營養物質進行生長與繁殖，利用微藻能夠去除廢水中的COD、BOD并實現脫氮除磷。基于微藻的廢水處理技術是當前國內外研究的熱點，該技術不僅可以實現廢水的凈化，同步獲得的高附加值微藻生物質——可以直接作為飼料、餌料及肥料；也可以分離提取微藻中的天然活性物質，如巖藻黃素、葉黃素、蝦青素、多糖及不飽和脂肪酸等制備成高附加值產品。

巖藻黃素是一種類胡蘿卜素, 廣泛分布于海洋微藻之中，如三角褐指藻、菱形藻等。研究發現, 巖藻黃素有許多顯著的功效, 如抗氧化作用、抗腫瘤作用、抗癌作用、腦血管保護作用和預防骨質疏松作用等。因此, 巖藻黃素具有廣泛應用價值，目前已經作物功能營養補充劑和抗肥胖劑。

據此，針對養殖行業廢水處理困難及資源化利用低等問題，有待對現有養殖廢水處理方法進行改進，且現有技術也未公開采用三角褐指藻凈化養殖廢水并生產巖藻黃素的方法或技術。

發明內容

為克服上述不足，本發明的目的是向本領域提供一種海洋微藻培養與養殖廢水凈化相耦合產巖藻黃素的方法，使其解決現有養殖廢水處理過程復雜，成本高，資源回收利用率底，附加產值低的技術問題。其目的是通過如下技術方案實現的。

一種海洋微藻培養與養殖廢水凈化相耦合產巖藻黃素的方法，其要點包括如下步驟：

（1）采用微藻兼養培養模式培養海洋微藻三角褐指藻藻種；

（2）向畜禽養殖廢水中接入三角褐指藻藻種液進行微藻光自養培養；

（3）待培養結束后，采收獲得三角褐指藻，并將培養后的清液回用或排放；

（4）通過分離提取方法獲得三角褐指藻藻細胞中的巖藻黃素。

所述步驟（1）中，所述兼養培養模式采用甘油作為碳源，蛋白胨作為氮源，碳源濃度為0.1～0.5 mmol/L, 蛋白胨濃度為0.5g/L，并加入1g/L的小球藻熱水提取物。

所述步驟（2）中，所述畜禽養殖廢水稀釋至COD濃度為400～1700 mg/L，氨氮濃度為90～300 mg/L, 總磷濃度2～5 mg/L，稀釋方法為采用鹽度千分之25的海水或采用所述步驟三中回用的上清液，畜禽養殖廢水稀釋倍數為3～12倍。